Государственное Образовательное Бюджетное Учреждение  Среднего Профессионального Образования «Профессиональный лицей №4 г. Воронежа»

 

 

 

 

 

 

 

 

Методическая разработка внеклассного мероприятия на тему: «Производство и использование нетрадиционных видов электрической энергии в Крыму»

 

 

 

 

 

 

                                                      Разработала: пр.С.Н.Заморуева.

 

 

 

 

 

ВОРОНЕЖ -2014г.

Ведущий 1: Лишь запах чабреца, сухой и горьковатый,
                   Повеял на меня — и этот сонный Крым,…
                  Здесь море — дирижер, а резонатор — дали,
                  Концерт высоких волн здесь ясен наперед.
                  Здесь звук, задев скалу, скользит по вертикали,
                 И эхо средь камней танцует и поет.

Ведущий 2: Здравствуйте, дорогие друзья! Мы встретились в этом зале, чтобы обсудить энергетические проблемы Крыма! За нашим круглым столом собрались люди заинтересованные в развитии Крыма! Первым выступит представитель географического общества при ВГУ!

1.Выступление представителя русское географического общества: Естественным музеем называют природу Крыма. Мало мест в мире, где бы так оригинально сочетались разнообразные, комфортные и живописные ландшафты. Во многом они обусловлены своеобразием географического положения, геологического строения, рельефа, климата полуострова. Крымские горы делят полуостров на две неравные части. Большая - северная - находится на крайнем юге умеренного пояса, южная - крымское субсредиземноморье - относится к северной окраине субтропического пояса.

Особенно богат и интересен растительный мир Крыма. Только дикорастущих высших растений насчитывается более 65% флоры всей европейской части стран Содружества. Наряду с этим здесь культивируют около 1000 видов чужеземных растений. Почти вся флора Крыма сосредоточена в его южной горной части. Это подлинно музейное богатство флоры.

Климат большей части Крыма - это климат умеренного пояса: мягкий степной - в равнинной части; более влажный, характерный для широколиственных лесов - в горах. Южному берегу Крыма свойственен субсредиземноморский климат сухих лесов и кустарниковых зарослей.

Важным метеорологическим элементом является ветер, или движение воздуха относительно земной поверхности. Он характеризуется скоростью (м/с или в условных баллах) исправлением, откуда дует. В течение года в Крыму преобладают ветры северо-восточного, юго-западного и северо-западного направлений. Зимой повторяемость северо-восточных ветров составляет 45%, юго-западных 25%, южных до 20%. В течение поздней осени и зимы нередко очень сильные северо-восточные ветры продолжаются по 270-325 часов в месяц. Кроме направлений, важны характеристики скоростей ветра. Наибольшие скорости ветров наблюдаются в конце зимы - начале весны, а наименьшие - летом. Зимой средние скорости составляют в горах 7 м/с и более, на западном и восточном побережье 6 м/с, на ЮБК 3 м/с, а в защищенных долинах и котловинах предгорья менее 3 м/с. Летом даже на Ай-Петри и Караби-Яйле средние скорости ветра не превышают 5 м/с.

 Кроме ветров общей циркуляции атмосферы, в Крыму наблюдаются и местные ветры: бризы, горно-долинные и фены.

Бризы дуют днем с моря на сушу (морские бризы), ночью наоборот, с суши на море (береговые бризы). Чаще всего (17-18 дней в месяц) бризы дуют в июле и августе. Вечером, в период между сменой направлений бризов, часто устанавливается полное затишье, продолжающееся в течение 2-3 часов. Это лучшее время для вечерних прогулок. Скорость этих ветров не превышает 6-7 м/с днем и 5 м/с ночью.

Горно-долинные ветры, как и бризы, днем дуют вверх, а ночью - вниз по долине. На ЮБК на горно-долинные ветры накладываются бризы. Скорости горно-долинных ветров днем в пределах 3-7 м/с, а ночью - всего 1-2 м/с.

В Крымских горах зимой или весной нередко образуется теплый и сухой ветер фен.Фены продолжаются от нескольких часов до 2-3 суток. Особенно часты они в Симеизе.

Сильные ветры или бури (более 15 м/с) повторяются неодинаковое число раз в разных районах Крыма. В течение года в предгорье они обычно продолжаются 10-17 дней, на Южном берегу - 20-24, на западном побережье - до 40, в центральных степных районах - 12-28, а на вершинах гор - 80-85 дней.

Крым, особенно его горная часть, благодаря комфортному климату, насыщенности чистого воздуха, тонизированного фитонцидами, морскими солями, приятным ароматом растений, обладает и большой оздоровительной силой. Земные недра к тому же содержат целебные грязи и минеральные воды. Самая ветреная точка Крыма - Ай-Петри (в 1949 г. ветер со скоростью свыше 15 м/с дул здесь в течение 125 дней). На Ай-Петри зарегистрирована и наивысшая скорость ветра - 50 м/с.

На долю заповедного фонда приходится более 135 тысяч гектар территории полуострова, что составляет 5,2% его площади. Заповедный фонд играет существенную роль в сохранении творений неживой и живой природы, стабилизирует экологическую ситуацию на полуострове.

Крым является уникальным регионом, где на сравнительно небольшой территории расположено 152 объекта природно-заповедного фонда, в том числе: 6 природных заповедников, 30 заказников, 69 памятников природы, 2 ботанических сада, 1 дендрологический парк, 31 парк-памятник садово-паркового искусства, 8 заповедных урочищ, 1 зоопарк.

В Крыму известно более 200 месторождений полезных ископаемых. Общегосударственное значение имеют железные руды (Керченский железорудный бассейн), соли Сиваша и приморских озер (Старое, Красное и др.), природный газ (Черноморские месторождения), флюсовые известняки (Балаклавское, Керченское месторождения и др.), цементные мергели (Бахчисарай), гончарные и отбеливающие глины (предгорье). Для лечебных и рекреационных целей используются лечебные грязи и минеральные источники (Саки, Евпатория, Феодосия и др.), песчаные и галечные пляжи (западное и южное побережье, Приазовье). Многие степи, к сожалению, распаханы под поля пшеницы, кукурузы, рисовые чеки, плантации овощей, виноградники и сады.

Весной из-за ослабления циклонической деятельности в степном Крыму одинаково часто дуют северо-восточные и северо-западные ветры, на побережье Черного моря южные. В мае постепенно уменьшается повторяемость северо-восточных ветров вследствие усиления действия отрога Азорского антициклона. С июня до середины августа обычно преобладают небольшой силы западные и северо-западные ветры продолжительностью до 300-350 часов в месяц.

Ведущий 1.О Крыме... (Автор   Вадим Лемтюжников)

Скользящие, в степи и в море
Дельфин, перекати трава...
Их вечно радует раздолье
Что дарят Крымские ветра

Склонила стебелёк травинка
По дуновению ветерка
Плывёт волнистая морщинка
По прядям ковыля слегка

И штиль почти разволновался
Купает небо горизонт
Но ветер снова поменялся
Непредсказуемый призёр

Взовьётся скакуном игриво
Летящий лидер, на кругу
С искрящейся ковыльной гривой
На черноморском берегу

По морю-полю пробежится
И вырвется за облака
Ну а травинка распрямится
И снова штиль… до ветерка…

Ведущий 2: История крымской земли насчитывает тысячелетия. Одни народы приходили в этот благодатный край, другие исчезали, города меняли названия и население, менялся язык, на котором разговаривали люди. Каждый народ, который приходил, оставлял здесь свою часть культуры, создавал кусочек истории Крыма. Мифы и легенды очень распространены в Крыму. Прикоснёмся же и мы к Крымским легендам.

2.Выступление знатока народного  фольклора: Легенда « АЙ-ПЕТРИ-ОБИТЕЛЬ ВЕТРОВ»

   Это случилось так давно, что даже Черного моря еще не было. На его месте шумел громадный океан. Над водными просторами гуляли молодые упругие ветры. Но обмелел океан, рождая горы и степи, долины и ущелья. Из синих водных глубин появилась скалистая земля, и ветры облюбовали ее для своего приюта. Они подолгу носились над пенными валами, а отдыхать и набираться сил прилетали на горное плато. Здесь в бирюзовые небеса вонзились каменные башни. В зубчатой исполинской короне искрились капли ночной росы, излучавшей синий свет. Тут и поселился царь Ветров.

Отдыхал царь на каменном ложе, грелся на летнем солнце, и его седую бороду обдували ласковые легкие ветры. Красив был царь Ветров, вились из облаков и туч его длинные волосы, а голубой небесный плащ струился по могучим плечам. Каждое время года дарило царю свои дивные краски. Любил старик-царь строить сказочные замки и города. Он медленно надувал белые башни, воздвигая воздушные крепости и дворцы. Облака стали поэзией воздушных вихрей, сыновей царя Ветров, буйных и ласковых ветрогонов. Каждый из них по-своему создавал причудливые формы облаков, подбирал оттенки цвета, высоту, плотность, скорость полета над землей.

Но много бед несли разбушевавшиеся ветры хижинам, шалашам, гротам, где ютились человеческие племена. Ветер гасил огонь в кострах или проносился огненным пламенем, сжигая все на пути. Решили люди найти мирное соглашение с царем Ветров. Собрались вожди приморских племен. Со многих вершин и долин пришли воины и расположились у костра на берегу моря. Долго сидели они у огня, держа совет, обмениваясь думами. Ничего не смогли предложить они обитавшим вокруг скалистого плато племенам, не знали, какими дарами ублажить царя Ветров, чтобы укротил он свою могучую и бешеную силу. И вдруг Петр, самый тихий и невзрачный воин, сказал:

- Я покорю Ветер!

Засмеялись вожди:

- Ты подрасти, воин! Окрепни мускулами, а потом будешь похваляться!

Ничего не ответил Петр, а направился в горы, в обитель Ветров. Долго он поднимался по скалистым кручам. Вокруг, страшно завывая, хохотали и свистали таинственные невидимые существа.

- Прочь, ведьмы и лешие! Я не боюсь вас! - отгонял Петр развеселившихся лесных духов. Наконец, добрался до царского трона. Великан-ветер грелся на солнышке, и, ухмыляясь, поджидал своего будущего победителя. Сквозняки уже нашептали царю о совете воинов на берегу моря. Встал Петр на скале, чтобы казаться повыше, и промолвил:

- Царь Ветров, отныне ты будешь служить человеку и работать на него!

Разъярился царь Ветров на дерзкие слова и дунул со всех сил, чтобы воин свалился в обрыв. Но Петр выхватил из-за пазухи бычий пузырь, поднял над головой и взмыл в небо. Ветер дул, а Петр искусно управлял своим летучим крылом и скользил над горами, лесами, скалами. Еще пуще ярился ветер, но ничего не смог сделать со смельчаком. Тогда ветер прекратил дуть, чтобы Петр упал на скалы и разбился. Но тот, умело управляя легким крылом, опустился прямо в море на плавающее бревно. Тогда ветер обрушил на него грозные валы, пытаясь утопить в морской пучине. Но снова Петр вскинул над головой бычий пузырь - и будто взмыл парус над волной, и понес его к берегу.

Поняли люди, наблюдавшие за поединком смельчака, что не зря хвастался Петр. Он показал всем, как можно покорять ветер. Стали люди строить рыбацкие лодки и ставить на них легкие паруса-крылья. А на суше воздвигать крылатые ветряные мельницы. Перестали люди бояться ветра, ведь он стал помощником в их тяжелой и трудной жизни. А гору, обитель ветров, назвали Ай-Петри, что в переводе с греческого означает «Святой Петр», в благодарность за то, что он научил людей бороться с ветром...

 

Ведущий1.Ветряные мельницы

 

Раскогтившись как фредди крюгеры,
Не гуманные и не злые,
Ветром вертятся люди-флюгеры,
Люди-мельницы ветряные.

И у каждого положеньице.
И, похожие брат на брата,
Важно машут руками мельницы,
Бойко крутятся флюгерята.

Что-то мелют (не хлеб — безделицу).
Но гордятся своей работой.
Как титаны громадны мельницы —
Жалок вид чудака дон кихота.

Не спеши, брат, копьем в них метиться.
Лучше выдумай, как помочь им.
Победить не пытайся мельницы —
Ветер сам разнесет их в клочья.

3.Выступление научного  эксперт а:«Ветровая электростанция,ветродвигатели,ветроколесо»

Технические особенности ветровых электростанций

Сегодня предложено множество вариантов механизмов для переработки ветра в электрическую энергию. Основным его элементом является ветроколесо. По принципу работы и схемойстроения ветроколеса ветровые электростанции подразделяются на 3 класса:

1.     крыльчатые (пропеллерные) - имеют ветроколесо с лопастями, расположенными перпендикулярно к валу,

2.     карусельные или роторные,

3.     барабанные.

В карусельных и барабанных вал ветроколеса устанавливается вертикально. Оно вращается под действием ветра на лопасти, расположенной с одной стороны оси колеса, в то время как другие лопасти прикрываются ширмой или возвращаются с помощью специального устройства ребром к ветру. Эти оба класса являются громоздкими и менее эффективными по сравнению с крыльчатыми.

Исходя из этого вся современная ветроэнергетика базируется в основном на крыльчатых типах ветродвигателей. Пропеллерные ветродвигатели совершенны, относительно мало материалоемкий, обеспечивают достаточно высокий коэффициент использования энергии ветра. Следует учитывать, что при расположении рядом нескольких ветряков они должны располагаться не ближе трех высоты друг от друга чтобы не перехватывать «чужой» ветер.

Общее описание крыльчатые ветровой электростанции

 

Ветроколесо установки закрепляется на горизонтальном валу, который вращается в двух подшипниках, смонтированных в головке ветродвигателя. Вращения ветроколеса передается электрогенераторов через две цилиндрические шестерни. Головка ветродвигателя монтируется на башне, высота которой определяется с расчетом выноса ветроколеса выше всех окружающих помех, которые могут влиять на потоки воздуха. Она может вращаться вокруг вертикальной оси.

Позади головки закрепляется хвост для установки ветроколеса на ветер. Мощность ветродвигателя без регулирующего устройства увеличивается или уменьшается пропорционально кубу скорости ветра, следствием чего является неравномерность работы электрогенератора.

Чтобы устранить этот недостаток в ветродвигателей применено автоматическое регулирование скорости вращения электрогенератора. Напряжение, которое снимается с электрогенератора, стабилизируется в стабилизаторе напряжения. Поэтому выходное напряжение остается постоянной, она колеблется от 210 В до 230 В и не зависит от скорости ветра.

4.Выступление молодого учёного: «Недостатки ветроэлектростанций,ветродвигателей

Ветер дует почти всегда неравномерно. Итак генератор будет работать неравномерно, отдавая тем большую то меньшую мощность, ток будет вырабатываться переменной мощности, а то и полностью прекратится, и возможно, именно тогда, когда потребность в нем будет наибольшей.

Любой ветроагрегат работает на максимальной отдаче только определенное время, а в остальные часы он или работает не на полную мощности, либо вообще простаивают. Значительную несоответствие между номинальной и средней мощностями ветроэлектростанций подтверждает следующий факт: в Нидерландах на долю ветровых электростанций в начале 90-х годов 20 в. приходилось 0,11 % всех установленных мощностей, но лишь 0,02%
производимой электроэнергии.
Для выравнивания отдачи тока применяют аккумуляторы, но это как уже отмечалось, и дорого, и мало эффективно.
Согласно ветровые электростанции не могут сами по себе быть надежной основой энергетики. Они либо дополняют основные мощности делая определенный вклад в производство необходимой электроэнергии, или же является источником электричества в отдаленных или изолированных местах где сложно или невозможно обеспечить поставки электроэнергии иным образом.
Также через невысокую мощность ветряков, ветроэлектростанции требуют значительных территорий для размещения ветровых электростанций.
Работа ветроэлектростанций влияет на работу телевизионной сети, возникают искажения сигнала. Другой неожиданной особенностью установок проявилась в том, что они якобы стали источниками достаточно интенсивного инфразвукового шума, который негативно влияет не только на человеческий, но и на организм животных. Т.е. территории вблизи ветровых электростанций являются непригодными для жизни людей, животных и птиц. Но это еще полностью не доказана и споры по этому поводу ведутся до сих пор.

5.Выступление эксперта-энергетика: «Ветряные электростанции в Крыму»

Каждая страна стремится к энергонезависимости. Альтернативные источники энергии (ветер, биоэнергия, «малая» вода) в Крыму, используются все еще слабо. Их вклад в общем энергетическом балансе Автономной Республики Крым исчисляется долями процента. Если заставить ветер дуть на пользу, то Крым в частности, станут более энергонезависимыми.

Правда, развивать ветровую энергетику дороже, чем другие виды энергии. Если нет ветра, то нет и толку. Но ясно одно: ветроэнергетика помогает сбалансировать спрос на энергию. Кроме того, она не вредит окружающей среде.

Согласно данным Министерства промышленности, транспорта, связи и топливно-энергетического комплекса АРК, в 2009 году полезный отпуск электрической энергии уменьшился на 5,3% итоговых значений 2008 г. Сказалось снижение потребляемой электроэнергии промышленными и непромышленными предприятиями автономии. Выработка электроэнергии собственными электростанциями уменьшилась на 23,7%, тепловой энергии — на 9,6%. Снижение обусловлено введением в январе 2009 года по всем станциям ограничения лимита природного газа.

Как видим, ситуация в ТЭК не из лучших. Взоры все больше устремлены на альтернативные источники энергии. Реализуются Государственная программа социально-экономического развития на период до 2017 года, Программа социально-экономического развития Автономной Республики Крым. Разрабатываются проекты строительства ветроэлектростанций.

В Крыму находятся 7 объектов ветроэнергетики (522 ветроагрегата мощностью 59,8 МВт). С начала их эксплуатации выработано свыше 263,7 млн. кВт-ч. Экономия топливно-энергетических ресурсов от использования солнечных систем горячего водоснабжения составила 2520 т. у. т.
Разработан проект Программы энергосбережения в Автономной Республике Крым на 2009-2014 годы
Для развития альтернативных источников энергии потребуются немалые инвестиции. Но отдача не заставит себя ждать.

Ведущий 2: Справка: В настоящее время на территории Крыма работают четыре предприятия ветроэнергетики: Донузлавская ВЭС (суммарная мощность 18,7 МВт), «Водэнергоремналадка» (26 МВт), Тарханкутская ВЭС (15,9 МВт) и Восточно-Крымская ВЭС. В общей сложности они располагают 522 ветроагрегатами мощностью 59 МВт.

Ведущий 1: Интересный факт:
В Испании ветряные электростанции, в 2011 году, впервые обогнали атомные электростанции по объему вырабатываемого электричества. На долю ветроустановок приходится 21% генерации. Сейчас, ветер — это главный источник электроэнергии в стране, и каждая вилла в Испании использует этот экологически чистый вид энергии.

Ведущий 2: Это интересно

В гигантском небоскребе Бурдж Халифа (высотой 821 метр) реализована «зеленая» идея по улучшению экологической обстановки в Объединённых Арабских Эмиратах. Например, в здании разместилась огромная 61-метровая ветряная турбина, генерирующая электроэнергию. А общая площадь солнечных батарей по стенам здания 15000 кв. метров.

6.Выступление  научного теоретика о истории развития ВЭ:  Ветровая (ветряная) электростанция- это электростанция, на которой несколько ВЭУ, собранных в одном или нескольких местах и объединённых в единую сеть преобразует энергию ветра в механическую, тепловую и электрическую. Крупные ветряные электростанции могут состоять из 100 и более ветрогенераторов. Иногда ветряные электростанции называют ветряными фермами или ветропарками.

 Зимой 1887-1888 г житель США Чарльз Ф.Браш на своем заднем дворе соорудил 12 кВт-ный ветрогенератор, с помощью которого была обеспечена работа 350 ламп накаливания. Таким образом, ветровая турбина питала электроэнергией его дом и лабораторию вплоть до 1900 года.

Это сооружение сегодня считается первым автоматическим ветродвигателем для производства электроэнергии. Диаметр его ротора составлял 17 метров, ротор состоял из 144 лопастей, изготовленных из кедра. Флюгер, который предназначен для перемещения лопастей на ветер, был расположен слева от ротора и имел большую прямоугольную форму.

Первая в Советском Союзе ветровая электростанция мощностью 8 кВт была сооружена в 1929-1930 г. под Курском по проекту инженеров А. Г. Уфимцева и В. П. Ветчинкина. Через год в Крыму была построена более крупная ВЭС мощностью 100 кВт, которая была в то время самой ВЭС в мире. Она успешно работала до 1942 г., но во время войны была разрушена.

 

Типы Ветряных Электростанций

Наибольшее распространение получили наземные, в силу более простого монтажа. Наземные ветрогенераторы, потомки ветряных мельниц, устанавливаются на естественных возвышенностях. Причем ветрогенератор промышленного уровня можно собрать и запустить за 10 дней.. Наиболее мощная электростанция данного типа находится в городе Роско (Техас, США) с полной мощностью 780 МВт, причем занимаемая ею площадь составляет примерно 400 км. кв.

Все большую популярность получают наземные ветрогенераторы, устанавливаемые не некотором удалении от береговой линии океана либо моря. За счет разности температур земной и водной поверхностей на побережье в течение суток дважды дует сильный бриз. Днем морской бриз направлен в сторону берега, а ночью бриз движется с остывшего берега к воде.

Довольно перспективными решением являются оффшорные ветряные электростанции, которые строят в море примерно в 10 километрах от берега. Такое размещение втерогенераторов не требует использования значительных земельных ресурсов и обеспечивает высокий КПД за счет регулярных и сильных морских ветров. Данные электростанции возводят на шельфовых участках моря, имеющих малую глубину. Ветрогенераторы монтируют на свайных фундаментах. Естественно, что подобная конструкция обходится значительно дороже, чем традиционная наземная. Самая крупная оффшорная ветряная станция — это Мидельгрюнден (Дания), имеющая установленную мощность 40 МВт.

 

Плавающие ветряные электростанции открывают новую страницу в истории альтернативной энергетики. Первый крупный проект такого рода был реализован в Норвегии летом 2009 года.

 

Ветровые электростанции выгодны, как правило, в регионах, где среднегодовая скорость ветра составляет 6 метров в секунду и выше и которые бедны другими источниками энергии, а также в зонах, куда доставка топлива очень дорога.

При среднегодовой скорости ветра около 7 метров в секунду и среднем числе часов работы на полной мощности 2500 часов в год такая установка вырабатывает электроэнергию стоимостью 7-8 центов кВч. Сегодня наиболее распространены ВЭУ единичной мощностью 100—500 кВт, хотя построены и эксплуатируются агрегаты единичной мощностью в несколько мегаватт.